EP0885044A1 - Konischer fluidfilter - Google Patents

Konischer fluidfilter

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EP0885044A1
EP0885044A1 EP97902342A EP97902342A EP0885044A1 EP 0885044 A1 EP0885044 A1 EP 0885044A1 EP 97902342 A EP97902342 A EP 97902342A EP 97902342 A EP97902342 A EP 97902342A EP 0885044 A1 EP0885044 A1 EP 0885044A1
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EP
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plastic
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Helmut Luka
Erich Poldner
Siegfried Rapp
Bruno Sommer
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Filterwerk Mann and Hummel GmbH
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    • B01D2275/20—Shape of filtering material
    • B01D2275/201—Conical shape

Definitions

  • the invention relates to a filter for gaseous and liquid media, in particular for the filtration of cooling, lubricating and processing media in machine tools.
  • Such filters usually consist of a filter medium folded in a zigzag shape, for example of filter paper, which has end plates and support grids.
  • So z. B. known a filter cartridge for cleaning the dielectric used in EDM machines. This filter cartridge has plastic end plates with appropriate seals as well as a support tube and the filter medium.
  • the filter consists of a paper filter insert with plastic end caps. Rubber seals are arranged on these plastic end plates. The entire element is supported by a support tube, which is connected to the end plates as an inside or outside tube.
  • the element to be recycled also has the material filtered out from the liquid, for example grinding chips, corundum and others. The disposal of such elements is therefore not without problems.
  • the invention has for its object to provide a filter that is inexpensive to manufacture, consists of recyclable or reusable materials and has a high absorption capacity.
  • the main advantage of the filter is that it is constructed in the manner of a collecting container. This means an increase in the absorption capacity compared to conventional filters that are flowed through from the outside in.
  • the flow from the inside to the outside also has the advantage that when the filter element is replaced, the filtered particles cannot get into the clean liquid space or other surroundings, but rather can be removed safely and reliably with the filter element.
  • the conical design of the filter element also has the advantage that the risk of damage during assembly and disassembly is minimized and this can be removed much more easily.
  • the closed sealing disc is inward, ie. H. arched towards the pressure side.
  • the liquid pressure on the upstream side, i.e. H. the dirty liquid side, is larger than on the clean liquid side.
  • a further embodiment provides for the filter medium to be embedded in the end sealing disks or to be connected to them.
  • the filter medium When using PUR, i.e. polyurethane as the material for the sealing washers, the filter medium is embedded in this mass before the plastic is crosslinked.
  • PUR i.e. polyurethane
  • thermoplastic i.e. polyurethane
  • the sealing discs can also be glued to the filter medium.
  • the radial sealing element is connected to the sealing washer in a two-component process.
  • the first component i.e. for example, a soft PUR plastic is poured into a mold and in the next step this mold is filled with a hard PUR plastic.
  • the filter medium is then introduced.
  • This structure is characterized in that the filter consists of only two materials and thermal disposal is possible without any problems.
  • the filter is arranged in a housing which has a perforated sheet metal jacket shaped according to the outer contour of the filter element. Due to the manufacturing process, a small space is possible between the perforated sheet jacket and the zigzag-folded filter medium, which, however, is reduced with higher inlet-side pressures of the medium to be filtered, in which case the filter medium is supported on the perforated sheet jacket.
  • the raw liquid area is closed with a lid.
  • This lid has a safety lock, which ensures that when the lid is opened, pressure is first released and the lid can only be removed from the container in a further operation.
  • the filter capacity can advantageously be adapted to the requirements by constructing a filter array.
  • a container is equipped with several filter elements.
  • This space-saving installation includes a gain in installation space, and the device can also be easily adapted to systems by replacing previous filter designs with simple aids.
  • Figure 2 shows a filter housing
  • Figure 3 is a plan view of the filter housing
  • Figure 4 shows a filter system
  • the filter according to FIG. 1 consists of a zigzag-folded filter element 10, a first sealing disk 11, which is designed as a closed bottom and is provided with an upward curvature, and a second sealing disk 12, which has a raw liquid inlet.
  • the sealing disk 12 is provided with a circumferential sealing lip 13. This sealing lip consists of soft PUR foam, while the sealing disk 12 consists of hard PUR foam.
  • the sealing disc 12 has an inwardly drawn edge 14. This edge serves as a recessed grip or grip element for removing the filter from a container described below.
  • the filter element 10 is embedded on both sides in the sealing disks 11, 12. This ensures an optimal connection and tightness between the sealing washer and the filter element.
  • a pre-filter 31 is alternatively possible, which is designed as a cylindrical, conical element, the pre-filter element being smooth or, if a large filter area is required can be carried out in a zigzag shape.
  • the material has to be filtered
  • the pre-filter 31 is designed so that it can be removed, cleaned and reassembled separately.
  • the axial seal 30 can optionally be applied to the sealing disk 12. It is used to seal the pre-filter from the main filter.
  • a prefilter which is firmly connected to the sealing disk 12 is designed as a sieve pocket 32.
  • This filter element is designed exclusively from plastic.
  • pre-filters Both pre-filters have the task of extending the service life or increasing the dirt capacity. In which case a prefilter is used depends on the amount of dirt and the dirt composition.
  • exchangeable and cleanable pre-filter 31 can be used to reduce the filtered out material that would adhere to the filter element 10.
  • FIG. 2 shows a filter housing 15. This has a liquid inlet 16, a lid 17, a removable support basket 18 and a support base 19.
  • the filter element 10 is arranged in the support basket 18 and lies on the support base 19.
  • the cover 17 is provided with a sealing ring 20 and a tension lock 21. This closure ensures a pressure-stable seal of the filter.
  • the entire filter is placed on a container 22, which is only partially shown here, and fastened to this container via the tabs 23, 24.
  • the curvature of the sealing disk 11 intercepts the liquid pressure in the raw liquid area, deflects it into a radial force component and compensates for it from the support base 19 and the support basket 18.
  • FIG. 3 shows a top view of the filter housing with the tension lock 21.
  • the tension lock rests on the cover.
  • position 2 This is the so-called safety position, in which there is only pressure relief in the container. If the pressure in the container has not yet been completely reduced, the closure can be moved back to position 1. Once the internal pressure in the container has been released, the closure can be unlocked and moved to position 3, ie the open position.
  • the cover can be removed from the housing, and the filter element 10 can be replaced.
  • Figure 4 shows a filter system in side view and top view. A plurality of filters 28 are arranged in a container 22. The pure liquid 27 is located in this container 22. This is passed via a line 25 to a consumer and returns via line 26. This line branches to the individual filters and feeds the liquid to be cleaned to these filters.

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Abstract

Es wird ein Filter für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere für Kühl-, Schmier- und Bearbeitungsmedien bei Werkzeugmaschinen vorgeschlagen. Dieses Filter besteht aus einem zickzackförmig gefalteten konischen Filterelement (10). Das Filterelement weist an den stirnseitigen Enden Dichtscheiben (11, 12) auf, wobei eine Dichtscheibe (11) geschlossen ist und die weitere Dichtscheibe (12) zum Eintritt des zu filternden Mediums offen ist. Das Filterelement (10) ist konisch ausgebildet. Die offene Dichtscheibe (12) ist mit einem Radialdichtungselement (13) versehen.

Description

KONISCHER FLUIDFILTER.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Filter für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere zur Filtration von Kühl-, Schmier- und Bearbeitungsmedien bei Werkzeugmaschinen.
Solche Filter bestehen üblicherweise aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filtermedium, beispielsweise aus Filterpapier, welches Endscheiben und Stützgitter aufweist. So ist z. B. eine Filterpatrone für die Reinigung des bei Erodiermaschinen eingesetzten Dielektrikums bekannt. Diese Filterpatrone weist Kunststoffendscheiben mit entsprechenden Dichtungen sowie ein Stützrohr und das Filtermedium auf.
Ein Nachteil solcher Filter ist die Materialvielfalt und damit der relativ hohe Aufwand beim Entsorgen diser Filterelemente. So besteht das Filter in vielen Fällen aus einem Papierfiltereinsatz, der mit Kunststoffendscheiben versehen ist. An diesen Kunststoffendscheiben sind Gummidichtungen angeordnet. Die Abstützung des gesamten Elements erfolgt über ein Stützrohr, welches als innen oder außen liegendes Rohr mit den Endscheiben verbunden ist.
Zusätzlich zu den konstruktiv erforderlichen Materialien weist das zu recycelnde Element noch das aus der Flüssigkeit ausgefilterte Material, beispielsweise Schleifspäne, Korund und anderes auf. Die Entsorgung solcher Elemente ist daher nicht unproblematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter zu schaffen, welches kostengünstig herstellbar ist, aus recycelfähigen oder wiederverwendbaren Werkstoffen besteht und eine hohe Aufhahmekapazität besitzt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs durch dessen Merkmale gelöst.
Der wesentliche Vorteil des Filters besteht darin, daß dieses nach Art eines Auffangbehälters aufgebaut ist. Dies bedeutet eine Erhöhung der Aufnahmekapazität gegenüber herkömmlichen Filtern, die von außen nach innen durchströmt werden. Die Durchströmung von innen nach außen hat ferner den Vorteil, daß bei einem Austausch des Filterelements die ausgefilterten Partikel nicht in den Reinflüssigkeitsraum bzw. andere Umgebung gelangen können, sondern sicher und zuverlässig mit dem Filterelement entfernt werden. Die konische Ausgestaltung des Filterelements hat ferner den Vorteil, daß die Beschädigungsgefahr bei der Montage und Demontage minimiert und dieses wesentlich leichter entfernt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die geschlossene Dichtscheibe nach innen, d. h. zur Druckseite hin gewölbt. Damit wird der Flüssigkeitsdruck, der auf der Anströmseite, d. h. der Schmutzflüssigkeitsseite, größer ist als auf der Reinflüssigkeitsseite, aufgefangen.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, das Filtermittel in die stirnseitigen Dichtscheiben einzubetten bzw. mit diesen zu verbinden.
Bei der Verwendung von PUR, also Polyurethan als Material für die Dichtscheiben wird das Filtermittel vor der Vernetzung des Kunststoffes in diese Masse eingebettet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, thermoplastischen Kunststoff zu verwenden und die Verbindung zwischen Filtermittel und Dichtscheibe über ein örtliches Aufschmelzen des Kunststoffes herzustellen. Selbstverständlich ist auch das Verkleben der Dichtscheiben mit dem Filtermittel möglich.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Radialdichtungselement im Zweikomponentenverfahren mit der Dichtscheibe verbunden. Dies bedeutet, daß in einem ersten Arbeitsschritt zunächst die erste Komponente, d.h. beispielsweise ein Weich-PUR- Kunststoff in eine Form gegossen wird und im nächsten Arbeitsgang diese Form mit einem Hart-PUR-Kunststo ff aufgefüllt wird. Anschließend erfolgt die Einbringung des Filtermittels. Dieser Aufbau zeichnet sich dadurch aus, daß das Filter lediglich aus zwei Werkstoffen besteht und eine thermische Entsorgung problemlos möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Filter in einem Gehäuse angeordnet, welches einen entsprechend der Außenkontur des Filterelements geformten Lochblechmantel aufweist. Zwischen dem Lochblechmantel und dem zick-zack-förmig gefalteten Filtermittel ist fertigungsbedingt ein geringer Zwischenraum möglich, der sich jedoch bei höheren eingangsseitigen Drücken des zu filternden Mediums verringert, wobei dann eine Abstützung des Filtermittels an dem Lochblechmantel erfolgt.
Der Rohflüssigkeitsbereich ist mit einem Deckel verschlossen. Dieser Deckel weist einen Sicherheitsverschluß auf, welcher gewährleistet, daß beim Öffnen des Deckels zunächst ein Druckabbau erfolgt und erst in einem weiteren Arbeitsgang der Deckel von dem Behälter entfernt werden kann. In vorteilhafter Weise läßt sich die Filterkapazität durch Aufbau eines Filterarrays an die gestellten Anforderungen anpassen. Hierzu wird ein Behälter mit mehreren Filterelementen bestückt.
Dieser platzsparende Einbau beinhaltet einen Bauraumgewinn, außerdem ist die Einrichtung gut an Anlagen adaptierbar, indem mit einfachen Hilfsmitteln bisherige Filterausführungen substituiert werden können.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein Filter in Schnittdarstellung
Figur 2 ein Filtergehäuse
Figur 3 eine Draufsicht auf das Filtergehäuse
Figur 4 ein Filtersystem.
Das Filter gemäß Figur 1 besteht aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterelement 10, einer ersten Dichtscheibe 11, welche als geschlossener Boden ausgestaltet ist und mit einer nach oben gerichteten Wölbung versehen ist, sowie einer zweiten Dichtscheibe 12, welche einen Rohflüssigkeitszulauf aufweist. Die Dichtscheibe 12 ist mit einer umlaufenden Dichtlippe 13 versehen. Diese Dichtlippe besteht aus weichem PUR-Schaum, während die Dichtscheibe 12 aus hartem PUR-Schaum besteht. Die Dichtscheibe 12 weist einen nach innen eingezogenen Rand 14 auf. Dieser Rand dient als Griffmulde oder Griffelement für das Herausnehmen des Filters aus einem nachfolgend beschriebenen Behälter. Das Filterelement 10 ist auf beiden Seiten in den Dichtscheiben 11, 12 eingebettet. Dadurch wird eine optimale Verbindung und Dichtheit zwischen Dichtscheibe und Filterelement erzielt.
Des weiteren ist ein Vorfilter 31 alternativ möglich, das als zylindrisches, konisches Element ausgeibldet ist, wobei das Vorfilterelement glatt oder, wenn eine große Filterfläche benötigt wird, zick-zack-förmig ausgeführt werden kann. Der Werkstoff ist von den zu filternden
Medien abhängig.
Das Vorfilter 31 ist so konzipiert, daß es separat herausgenommen, gereinigt und wieder montiert werden kann. Die Axialdichtung 30 kann wahlweise auf der Dichtscheibe 12 aufgebracht werden. Mit ihr wird das Vorfilter gegenüber dem Hauptfilter abgedichtet.
Als weitere Ausgestaltung ist ein mit der Dichtscheibe 12 fest verbundenes Vorfilter als Siebtasche 32 ausgebildet. Dieses Filterelement wird ausschließlich aus Kunststoff gestaltet.
Beide Vorfilter haben die Aufgabe, die Standzeit zu verlängern bzw. die Schmutzkapazität zu erhöhen. In welchem Falle ein Vorfilter eingesetzt wird, ist vom Schmutzanfall und der Schmutzzusammensetzung abhängig.
Außerdem kann mit dem auswechselbaren und reinigbaren Vorfilter 31 das ausgefilterte Material reduziert werden, das am Filterelement 10 anhaften würde.
Figur 2 zeigt ein Filtergehäuse 15. Dieses weist einen Flüssigkeitszulauf 16 auf, einen Deckel 17, einen herausnehmbaren Stützkorb 18 sowie einen Stützboden 19. Das Filterelement 10 ist in dem Stützkorb 18 angeordnet und liegt auf dem Stützboden 19 auf. Die Dichtlippe 13 verhindert als Radialdichtung den Eintritt von Rohflüssigkeit in den außerhalb des Stützkorbs 18 befindlichen Reinflüssigkeitsbereich. Der Deckel 17 ist mit einem Dichtring 20 und einem Spannverschluß 21 versehen. Dieser Verschluß gewährleistet eine druckstabile Abdichtung des Filters.
Das gesamte Filter wird auf einen hier nur teilweise gezeigten Behälter 22 aufgesetzt und über die Laschen 23, 24 an diesem Behälter befestigt. Durch die Wölbung der Dichtscheibe 11 wird der Flüssigkeitsdruck im Rohflüssigkeitsbereich abgefangen, in eine radiale Kraftkomponente umgelenkt und von dem Stützboden 19 und dem Stützkorb 18 kompensiert.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf das Filtergehäuse mit dem Spannverschluß 21. In der gezeigten Stellung 1, der normalen Verschlußstellung, liegt der Spannverschluß an dem Deckel an. Zum Öffnen wird der Verschluß in die Stellung 2 bewegt. Dies ist die sogenannte Sicherheitsstellung, in welcher lediglich eine Druckentlastung im Behälter stattfindet. Sofern der Druck im Behälter noch nicht vollständig abgebaut ist, kann der Verschluß wieder in Stellung 1 bewegt werden. Ist der Behälterinnendruck abgebaut, dann kann der Verschluß entriegelt werden und in Stellung 3, d. h. die Offenstellung, bewegt werden. Hier läßt sich der Deckel vom Gehäuse entfernen, ein Austausch des Filterelements 10 ist möglich. Figur 4 zeigt ein Filtersystem in Seitenansicht und Draufsicht. Mehrere Filter 28 sind in einem Behälter 22 angeordnet. In diesem Behälter 22 befindet sich die Reinflüssigkeit 27. Diese wird über eine Leitung 25 zu einem Verbraucher geleitet und gelangt über die Leitung 26 zurück. Diese Leitung verzweigt sich an die einzelnen Filter und fuhrt die zu reinigende Flüssigkeit diesen Filtern zu.

Claims

Patentansprüche
1. Filter für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere für Kühl-, Schmier- und Bearbeitungsmedien bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus einem zick-zack-förmig gefalteten zylinderförmigen Filterelement, welches an den stirnseitigen Enden Dichtscheiben aufweist, wobei eine Dichtscheibe (1 1) geschlossen ist und die weitere Dichtscheibe (12) zum Eintritt des zu filternden Mediums offen ist, wobei das Filterelement (10) konisch ausgebildet ist und wenigstens eine Dichtscheibe (12) ein Radialdichtungselement (13) aufweist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Dichtscheibe (11) nach innen gewölbt ist.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorfilter (31) auswechselbar und/oder auswaschbar eingesetzt werden kann und dieses aus Kunststoff und/oder aus metallischem Werkstoff besteht.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfilterelement (33) des Vorfilters (31) eine zylindrische oder konische Form aufweist und glatt oder zick-zack- förmig ausgeführt ist, wobei es axial über eine Dichtung (30) gegenüber dem Filterelement abgedichtet werden kann.
5. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Dichtscheibe (12) das Vorfilter (32) fest verbunden ist, welches in Form einer Siebtasche ausgebildet ist und aus einem Kunststoff besteht, der thermisch entsorgbar ist.
6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermittel in die stirnseitigen Dichtscheiben (11, 12) eingebettet oder mit diesen verbunden ist.
7. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsfilterelement (29) zum Schutz für das Filterelement (10) vorgesehen ist und als zusätzliche Sicherheit gegen durchtretende Schmutzpartikel eingesetzt werden kann, wobei dieses Sicherheitsfilterelement (29) fest mit den Dichtscheiben (11, 12) verbunden ist oder übergestülpt werden kann und wobei das Sicherheitsfilterelement (29) aus hochfestem Kunststoffvlies, Kunststoffgewebe oder Kunststoff ausgebildet ist und insbesondere aus einem Material besteht, welches thermisch entsorgt werden kann.
8. Filter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Radialdichtungselement (13) Weich-PUR-Kunststoff und die Dichtscheibe (12) Hart-PUR-Kunststoff ist.
9. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialdichtungselement (13) eine dichtungsrelevante Form aufweist, die aufgrund ihrer geometrischen Struktur elastische Dichtbereiche erhält oder ein O-Ring in die Dichtscheibe eingelegt ist.
10. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (15) vorgesehen ist, welches einen entsprechend der Außenkontur des Filterelements geformten Lochblechmantel aufweist und oberhalb des Filterelements (10) ein verschließbarer Druckbehälter vorgesehen ist zur Aufnahme der Rohflüssigkeit.
11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter einen Deckel (17) mit Sicherheitsverschluß (21) aufweist.
12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsverschluß (21) mit zwei Offhungsstellungen versehen ist, wobei in der ersten Stellung ein Druckabbau erfolgt und in der zweiten Stellung das Entfernen des Deckels (17) ermöglicht wird.
13. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reinflüssigkeitsbehälter (22) vorgesehen ist, in welchem eine oder mehrere Filter angeordnet sind.
14. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter in der Reinflüssigkeit eingetaucht montierbar ist.
EP97902342A 1996-03-06 1997-02-06 Konischer fluidfilter Expired - Lifetime EP0885044B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19608589 1996-03-06
DE19608589A DE19608589A1 (de) 1996-03-06 1996-03-06 Filter
PCT/EP1997/000535 WO1997032651A1 (de) 1996-03-06 1997-02-06 Konischer fluidfilter

Publications (2)

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